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Le Beaujolais, un puzzle géologique qui permet de
reconstituer un cortège ophiolitique complet à
moins de 35 km de Lyon
20/09/2021
Auteur(s) :
Pierre Thomas
Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon
Publié par :
Olivier Dequincey
Résumé
Basaltes en coussins, filons doléritiques, gabbros et péridotite serpentinisée : traces éparpillées du fond d'un
bassin océanique.
Table des matières
Les laves en coussin (pillow lavas) de la route l'Arbresle-Lozanne (D596)
Le cortège filonien de Brussieu (bord de la D101)
Le gabbro de Rivolet
Les olistolithes de serpentinite de l'unité des Ponts Tarets (commune de Légny)
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Source - © 2021 Pierre Thomas
Figure 1. Quatre affleurements ou échantillons “ophiolitiques” photographiés dans le Beaujolais (Rhône) à,
respectivement, 18, 25, 33 et 26 km du centre de Lyon.
Ils sont caractéristiques des quatre membres classiques d'une lithosphère océanique et d'un cortège ophiolitique :
(1) est un basalte en coussin (pillow lava), (2) montre des filons de dolérite, (3) un échantillon de gabbro et (4) une
péridotite serpentinisée. Ces quatre affleurements/échantillons appartiennent à l'ophiolite hercynienne (d'âge
dévonien) appartenant à la « série de la Brévenne ».
En cette rentrée de septembre 2021, Planet-Terre vous a présenté une série de trois articles sur les ophiolites, et en
particulier sur le phénomène d'obduction (cf. Ophiolites, sutures ophiolitiques, subduction / obduction ). Les
exemples y ont été pris dans les plus belles ophiolites du monde (Oman, Chypre, Nouvelle Calédonie…) ou plus près
de nous dans les Alpes (Chenaillet, Viso). Mais il n'est pas nécessaire d'aller si loin ou d'attendre la fonte des neiges
pour étudier des ophiolites. La chaine hercynienne (ou varisque) en montre quelques exemples pas trop affectés par
les évènements tectono-métamorphiques hercyniens et encore parfaitement reconnaissables, bien que ne
montrant pas la belle continuité qu'on peut voir en Oman ou au Chenaillet. C'est le cas de l'ophiolite de la Brévenne,
à moins de 40 km au Nord-Ouest de Lyon, dans le Beaujolais.
Au Dévonien supérieur, la chaine hercynienne est en cours de formation. Un océan Sud, dit « Galice/Massif
Central » a déjà disparu par subduction/collision et le Gondwana est “soudé” au bloc Armorica. Le continent Nord, la
Laurussia (et le petit bloc du Léon), se rapproche du bloc Gondwana-Armorica, et l'océan qui les sépare (l'océan
Rhéic et ses dépendances) subduit vers le Sud sous ce nouveau bloc continental Gondwana-Armorica. Un bassin
marginal à lithosphère océanique (et continentale amincie) se forme au sein de ce bloc Sud : le bassin de la
Brévenne. Le magmatisme au fond de ce bassin est bimodal : majoritairement basique (fusion du manteau), mais
aussi acide (fusion des marges continentales amincies). La croûte océanique de ce bassin marginal est recouverte
de sédiments du Dévonien supérieur. Au Carbonifère inférieur, la Laurussia (et le petit bloc du Léon) entre en
collision avec le Gondwana/Armorica, et “écrase” le bassin marginal. Ce bassin de la Brévenne, inclus dans les
mouvements carbonifères est très tectonisé, et est intrudé/métamorphisé par des granites tardi-hercyniens
abondants dans le secteur. Malgré sa dislocation qui a détruit la belle continuité « basaltes en coussin surmontant
un cortège filonien surmontant des gabbros surmontant le manteau serpentinisé », on peut retrouver (séparés les
uns des autres) les quatre membres du cortège ophiolitique classique. Cette série de la Brévenne sensu lato (que
certains auteurs divisent en série de la Brévenne sensu stricto, série du Beaujolais…) a donc la signification
d'ophiolite (au sens large) hercynienne. Cette série de la Brévenne a déjà été abordée sur Planet-Terre, en particulier
dans les articles de Michel Faure sur le Massif Central hercynien (cf. les chapitres dédiés de Structure et évolution
pré-permienne du Massif Central français 1/3 – Évolution des idées et architecture en nappes et Structure et
évolution pré-permienne du Massif Central français 3/3 – Magmatisme et scénario géodynamique), dans l'article
sur l'hydrothermalisme de Chessy les Mines et de Sain-Bel (cf. Les mines de cuivre de Chessy-les-Mines, (Rhône) :
des azurites parmi les plus belles du monde formées par interaction de grès carbonatés triasiques avec un amas
sulfuré quasi-ophiolitique dévonien – Comparaison avec l'amas sulfuré voisin de Sain-Bel) et dans la conférence
d'Hervé Bertrand intitulée L'histoire varisque du Beaujolais-Mâconnais.
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Source - © 2016 D'après BRGM / RGF-Massif Central Français, modifié
Figure 2. Résumé de l'histoire de la chaine hercynienne (varisque) en France, et position des ophiolites de la
Brévenne dans cet orogène.
1. Au Silurien supérieur (420 Ma), deux continents (le Gondwana et la Laurussia) sont séparés par des bassins
océaniques (dont l'océan Rhéic et l'océan Galice-Massif Central), océans contenant des microblocs
continentaux (Armorica, Léon…).
2. Au Dévonien inférieur (390 Ma), la subduction de l'océan Galice-Massif Central se poursuit par une subduction
continentale et une collision.
3. Au Dévonien supérieur (360 Ma), la subduction des bassins océaniques du Nord entraine la formation d'un
bassin arrière-arc recoupant la nouvelle chaine de collision qui vient de s'édifier au Sud : le bassin de la
Brévenne, bassin à croute continentale amincie et/ou à croute océanique.
4. Au milieu du Carbonifère (330 Ma), le rapprochement Gondwana-Laurussia fini de “résorber” les bassins
océaniques (ou à croute continentale amincie). La convergence hercynienne est achevée.
Source - © 2006 D'après BRGM, modifié
Figure 3. Extrait de la carte géologique de France au
1/1 000 000 montrant la localisation de la série de la
Brévenne sensu lato . Source - © 2021 D'après BRGM / Google Earth
Sur la carte originale, cette série dévonienne (indexée Figure 4. Localisation des quatre affleurements imagés
d2) est représentée avec la couleur du Dévonien cette semaine, montrant des pillow lavas, un cortège
supérieur (brun orangé) et une surcharge de pointillés. filonien, des gabbros et des serpentinites.
Elle est de ce fait très difficile à distinguer des terrains
Localisation par fichier kmz des quatre affleurements
voisins. Pour accentuer la visibilité de cette série
étudiés de l'ophiolite de la Brévenne (Beaujolais, Rhône).
ophiolitique, nous l'avons colorisé en vert “flashy”, ce qui
la met bien en évidence et en montre l'importance.
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Le but de cette image de la semaine n'est pas de retracer l'histoire de la série de la Brévenne. Pour cela, il suffit de
se reporter aux articles référencés ci-dessus, à l'abondante bibliographie qu'ils contiennent et aux notices des
cartes géologiques de Tarare et d'Amplepuis qui malgré leur ancienneté (elles datent de 1989) apportent de précieux
renseignements. Le but de cet article est simplement de montrer des images de quatre affleurements illustrant
chacun un des quatre faciès principaux d'une série ophiolitique tels qu'on peut les voir en “se promenant” dans le
Beaujolais. Beaucoup de ces photographies ont été prises en 2020 et 2021 pendant les phases de déconfinement
partiel où l'on n'avait pas le droit de faire plus de 100 km, de quitter son département ou sa région… C'est
l'équivalent “départemental” de Faire de la géologie à moins d'un kilomètre de chez soi pendant le confinement.
Les laves en coussin (pillow lavas ) de la route l'Arbresle-Lozanne (D596)
Les roches basiques abondent dans la série de la Brévenne. Elles sont notées βB sur les cartes géologiques au
1/50 000. Mais comme le signale la notice de la carte géologique de Tarare, « mis à part les rares affleurements de
laves basiques à débit en coussins (pillow-lavas) des environs de l'Arbresle, Sain-Bel et Chevinay, il est souvent
difficile de distinguer sur le terrain les faciès d'épanchement des faciès filoniens intrusifs (métadolérites ± gabbros),
à cause des effets combinés de l'altération hydrothermale, de la tectonique et du métamorphisme. »
D'autres photographies de pillow lavas dans des ophiolites célèbres affleurant dans de bonnes conditions sont à
retrouver par exemple dans Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments.
Source - © 2018 Pierre Thomas
Figure 5. Laves en coussins sur le bord de la D 596 entre
L'Arbresle et Lozanne.
Même d'assez loin, on reconnait des formes circulaires
ou ovales qui, vues de près, s'avèrent être d'anciens
pillow lavas déformés. Les photos suivantes Source - © 2021 Frédéric Celle
correspondent à des détails du quart inférieur droit de Figure 6. Zoom sur deux coussins de lave.
cette image.
On voit bien leur section ovale et leur allongement
perpendiculairement à cette section.
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Source - © 2018 Pierre Thomas
Figure 8. Détail de la bordure du pillow lava de la photo
précédente où l'on reconnait les fameuses « varioles ».
La périphérie des coussins est en général de structure
Source - © 2018 Pierre Thomas vitreuse, sans microlites, alors que le cœur a une
Figure 7. Détail sur le pillow lava inférieur de la photo structure microlitique ce qui lui donne souvent une
précédente. teinte plus claire. Le verre est instable et, souvent, il
cristallise. Cette cristallisation (en général de
On devine que le cortex du coussin de lave n'a pas les
plagioclases) se fait souvent sous forme de sphérules
mêmes couleur et structure que le cœur.
(sphérolites) appelées « varioles », les cristaux de
plagioclase croissant radialement à partir d'un germe.
Les varioles sont circulaires lors de leur formation. Ici,
elles sont elliptiques, preuve d'une déformation ductile
qui a affecté ces coussins de lave.
Source - © 2005 Pierre Thomas
Figure 9. Pour comparaison, coupe d'un pillow lava non
déformé photographié sur l'arête Sud-Ouest du Source - © 2020 Pierre Thomas
célébrissime Chenaillet (Hautes-Alpes).
Figure 10. Zoom sur la bordure variolitique d'un basalte
On reconnait bien la bordure variolitique. en coussin du Chenaillet (Hautes-Alpes).
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Source - © 2021 BRGM / Géoportail
Figure 11. Localisation de l'affleurement de basaltes en coussins (pillow lavas) des photos précédentes (au
carrefour des D118 et D556, flèche rouge) sur un extrait de la carte géologique de Tarare à 1/50 000.
Le cortège filonien de Brussieu (bord de la D101)
Comme le signale la notice de carte géologique de Tarare, il est souvent difficile de distinguer sur le terrain (parmi
les terrains basiques) les faciès d'épanchement (lave) des faciès filoniens intrusifs (dolérite) d'abord à cause de la
rareté des affleurements “frais” et aussi des effets combinés de l'altération hydrothermale, de la tectonique et du
métamorphisme. Récemment, le carrefour entre la D101 et la D389, 1 km au Sud-Ouest de Brussieu, a été réaménagé
avec le creusement d'une tranchée sur une centaine de mètres de long. Cette tranchée a mis en évidence ce qui
ressemble à des filons de dolérite côte à côte : sans doute ce qui reste d'une portion du cortège filonien des
ophiolites de la Brévenne.
D'autres photographies de cortèges filoniens dans des ophiolites célèbres affleurant dans de bonnes conditions
sont à retrouver par exemple dans Les ophiolites en 180 photos – 3/7 Le cortège filonien.
Source - © 2020 Pierre Thomas
Figure 12. En bord de route près de Brussieu (Rhône), ce Source - © 2020 Pierre Thomas
qui ressemble à un cortège filonien, constitué de la Figure 13. Ce qui ressemble bien à un cortège filonien,
juxtaposition de filons doléritiques presque verticaux. constitué de la juxtaposition de filons doléritiques
presque verticaux.
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Source - © 2020 Pierre Thomas
Figure 15. Gros plan sur une section “fraiche” de
Source - © 2020 Pierre Thomas
dolérite .
Figure 14. Ce qui ressemble bien à un cortège filonien,
Il s'agit d'une roche basique entièrement cristallisée,
constitué de la juxtaposition de filons doléritiques
mais dont la taille des cristaux est inframillimétrique. Un
presque verticaux.
peu à droite du centre de l'image, des mouchetures de
pyrite (FeS2) attestent qu'un hydrothermalisme affectait
cette partie de l'ancienne croûte océanique.
Source - © 2020 Pierre Thomas
Figure 16. Vue sur la partie Est de la tranchée de la D101, Rhône .
Des filons clairs (acides) sont associés aux dolérites. La carte de Tarare les nomme microgranites μ3γ et propose
qu'ils soient associés au magmatisme acide carbonifère qui affecte la région. La notice de cette carte fait
cependant remarquer que « à l'affleurement, les microgranites peuvent être confondus avec des trondhjémites ou
des laves acides de l'unité de la Brévenne, ayant subi le métamorphisme de contact du granite de Saint-Laurent. »
Affaire à suivre !
Source - © 2021 BRGM / Géoportail
Figure 17. Localisation de l'affleurement de filons de dolérite (flèche rouge) sur un extrait de la carte géologique
d'Amplepuis à 1/50 000.
Le gabbro de Rivolet
La notice de la carte géologique d'Amplepuis décrit ainsi le massif du Rivolet : « ce gabbro affleure sur une
superficie d'environ 0,25 km 2. L'épaisseur minimum de ce corps plutonique est d'une centaine de mètres. Les faciès
qui le composent se rapprochent fortement de ceux de la zone des euphotides dans les gabbros alpins. Ces gabbros
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sont grossièrement lités et sont caractérisés par une variation brutale de la taille du grain ainsi qu'un changement
appréciable dans les proportions des phases minérales. Ceci conduit à la présence de quelques leuco-gabbros à
grain fin montrant une lamination ignée bien développée ». En 2021, je n'ai trouvé quasiment aucun affleurement de
ce gabbro, mais seulement des pierres volantes dans les vignes et de gros blocs constituant des murets. La carte
géologique signale qu'à coté de ce gabbro (θ) il y a des dolérites massives et en filons (dθ) et des chloritoschistes et
de séricitoschistes (ζ11) qui sont des méta-sédiments.
D'autres photographies de gabbros dans des ophiolites célèbres affleurant dans de bonnes conditions sont à
retrouver par exemple dans Les ophiolites en 180 photos – 2/7 Les gabbros .
Source - © 2021 Pierre Thomas
Figure 18. Paysage caractéristique dans le massif de gabbro du Rivolet : des vignes, des près, des friches… et pas
d'affleurement si ce ne sont les pierres volantes des vignes, et des murs.
C'est sans doute la cartographie de ces pierres qui a permis de délimiter le massif de gabbro et d'en détailler la
nature et la structure. Au fond, le château de Montmelas.
Source - © 2021 Pierre Thomas
Source - © 2021 Pierre Thomas
Figure 20. Échantillon de gabbro à gros grain,
Figure 19. Échantillons de gabbro à grain relativement ressemblant aux euphotides alpines.
fin ramassés dans le massif du Rivolet, Rhône.
On distingue bien les pyroxènes et les plagioclases
pluri-centimétriques.
Source - © 2021 BRGM / Géoportail
Figure 21. Extrait de la carte géologique d'Amplepuis montrant le massif de gabbro de Rivolet (θ)
géographiquement associé à des dolérites (dθ) et à des méta-sédiments (ζ11).
Ce fragment d'ophiolite est en contact tectonique avec des roches métamorphiques “classiques” et est
partiellement recouvert par des sédiments du Trias (t) et de l'oligocène (g).
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Ce secteur pourrait permettre de bien étudier les relations entre la nature du substratum et la “qualité” d'un vin.
Tout le secteur est recouvert de vignes qui poussent donc sur des terrains siliceux, sur des roches basiques, sur des
terrains carbonatés… Une dégustation des vins parcelle par parcelle serait riche d'enseignement.
Les olistolithes de serpentinite de l'unité des Ponts Tarets (commune de
Légny)
L'unité des Ponts Tarrets est décrite de la façon suivante dans la notice de la carte d'Amplepuis : « L'unité des
Ponts Tarrets est formée d'un ensemble volcano-sédimentaire dans lequel deux groupes de formations sont
distingués. Vers la base se développe une première formation composée d'arkoses interstratifiées de niveaux
grauwackeux subordonnés (SGA). Celle-ci est surmontée par une seconde formation composée de grauwackes de
granulométrie variée (SG). Cette dernière formation semble débuter par un niveau contenant d'importants blocs de
roches plutoniques ultrabasiques et basiques. Ces caractères évoquent une formation olistolithique dérivant de la
destruction d'un complexe basique à ultrabasique sous-marin, les complexes ultrabasiques n'affleurant plus
actuellement. » Ces complexes ultrabasiques peuvent être interprétés comme des cumulats à la base des chambres
magmatiques ayant donné les gabbros, ou plus vraisemblablement comme le sommet du manteau. Ils sont
constitués de dunite, werhlite, pyroxénite…, ont une taille d'une centaine de mètres au maximum et sont tous
serpentinisés. Avec Gilles Montagnac, nous avons fait de rapides analyses Raman (cf. La spectroscopie Raman, une
méthode d'analyse minéralogique non destructive pouvant être mise en œuvre in situ ) de ces serpentinites, qui se
sont avérées constituées de chrysotile, avec de l'antigorite probable, et aussi de la dolomite.
D'autres photographies du manteau dans des ophiolites célèbres affleurant dans de bonnes conditions sont à
retrouver par exemple dans Les ophiolites en 180 photos – 1/7 Le manteau.
Source - © 2021 Pierre Thomas Source - © 2021 Pierre Thomas
Figure 22. À 750 m des Ponts Tarret, la D313 recoupe un des Figure 23. Zoom sur l'affleurement de
olistolithes ultrabasiques de l'unité des Ponts Tarrets, ce qui offre serpentinite des Ponts Tarrets, Rhône .
une coupe fraiche de cette masse de serpentinite.
Source - © 2021 Pierre Thomas
Source - © 2021 Pierre Thomas
Figure 24. Zoom sur l'affleurement de serpentinite des Ponts
Figure 25. Gros plan sur un échantillon de
Tarrets, Rhône.
serpentinite ramassé au niveau de
l'affleurement des Ponts Tarrets.
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Figure 27. Détail d'un échantillon de
Source - © 2021 Pierre Thomas
serpentine ramassé au niveau de l'affleurement
Figure 26. Un échantillon de serpentine ramassé au niveau de des Ponts Tarrets.
l'affleurement des Ponts Tarrets .
Cet échantillon est traversé par un filonnet de
Cet échantillon est traversé par un filonnet de minéraux fibreux minéraux fibreux (amiantes sensu lato ), ce qui
(amiantes sensu lato ), ce qui est classique dans les serpentinites. est classique dans les serpentinites.
Source - © 2021 BRGM / Géoportail
Figure 28. Extrait de la carte géologique d'Amplepuis montrant le secteur des Ponts Tarrets .
L'unité des Ponts Tarrets est constituée de sédiments volcano-sédimentaires légèrement métamorphisés,
subdivisées en deux sous-unités (SGA et SG). Les olistolithes sont situés à la base de l'unité SG. Les auteurs de la
carte en ont représenté une quinzaine sous forme de petites taches ovoïdes vert foncé. Les photos qui précèdent ont
été prise au niveau de l'olistolithe indiqué par une flèche rouge.
Trois des quatre sites décrit dans cet article sont inclus dans le périmètre du Géoparc du Beaujolais. On ne peut
qu'espérer que le Géoparc aura les moyens de valoriser ces sites et/ou d'autres équivalents par l'aménagement de
sentiers, le ”rafraichissement” des affleurements, la réalisation de panneaux explicatifs…
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